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Antriebseilscheibe. Bekannt sind Antriebseilscheiben mit Klemmbacken
für den Betrieb von Seilbahnen, bei welchen das Seil etwa die halbe Scheibe umspannt
und mittels einer größeren Anzahl an der Peripherie der Scheibe gleichmäßig verteilter
Backen geklemmt wird; die Klemmbacken werden durch den Druck des Seiles auf die
Scheibe in Tätigkeit gesetzt. Diese Backen bestehen gewöhnlich aus zwei einander
gegenübergestellten Armen, von welchen sich entweder ein jeder um einen besonderen
festen Zapfen dreht oder wo beide einen gemeinsamen Drehzapfen haben.
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Bei diesen Konstruktionen ist der Druck der Arme auf das Seil van
dessen Durchmesser abhängig. Es ist bekannt, daß sich das Drahtseil im Betrieb-
erheblich ausdehnt und sein Durchmesser ständig abnimmt. Die bisherigen Konstruktionen
nehmen auf diesen Umstand keine Rücksicht, und da der
Druck der
Arme bzw. Backen umgekehrt proportioniert ist dem Durchmesser des Seils, wird das
Seil ständig mehr und mehr zusammengequetscht. Dieser Druck steigt aber auch infolge
Abnutzung der Backen, und im Verlaufe einer verhältnismäßig kurzen Betriebsdauer
wird der Druck der Backen auf das Seil derart groß, daß das Seil Schaden nimmt und
vorzeitig .abgelegt werden muß. Ein weiterer Mangel besteht darin, daß die Auswechslung
der abgenutzten Backen umständlich und zeitraubend ist.
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Bei anderen Konstruktionen werden in einem Stück federnd hergestellte,
U-förmig gebogene Zangen verwendet, welche in radialer Richtung verschiebhar sind
und während der Verschiebung auf verschiedene Art geschlossen werden, wodurch die
feste Verbindung des Seils mit der Scheibe bewirkt wird; bei diesen Konstruktionen
besteht außer der Schwierigkeit, alle zu einer Scheibe gehörigen Zangen mit gleicher
Federkraft herzustellen, noch die umständliche Anwendung von außerhalb der Seilscheibe
angebrachten Anschlägen, welche die innerhalb der Seilscheibe gelegenen Zangen nach
außen in die offene Stellung zu verschieben haben.
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Den angeführten Mängeln schafft die vorliegende Erfindung Abhilfe.
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Die Klemmbacken sind zweiarmig, und die zu einem Paar gehörigen Zangenhälften
sind um einen gemeinsamen Zapfen drehbar; sobald das Seil auf den Grund des Zangenmaules
zu drücken beginnt, schließen sich die äußeren Arme der Zange und drücken das Seil
in dem Maße zusammen, als es notwendig ist, um die Betrie;bspannung im Seile zu
sichern. Diese Wirkung wird dadurch ermöglicht, daß der Zangenzapfen nicht fest
gelagert ist, sondern beim Drucke des Seiles auf den Boden des Zangenmauls in der
Richtung zur Mitte der Seilscheibe nachgibt, und daß die äußeren Arme der Zange
bei diesem Nachgeben an den Innenflächen des Scheibenkranzes derart geführt werden,
daß sich bei dieser Rückbewegung der Zange gegen die Mitte der Scheibe zu die Zange
schlie-Lien muß. Mittels einer zwischen den inneren Enden der Klemmarme einsgespannten
Feder wird die Zange in die Offenstellung zurückgeführt. Bei Verwendung dieser oder
ähnlicher Zangen an Stelle der bisher bekannten Klemmarm ist der Druck auf das Seil
vom Durchmesser des Seiles und von der Abnutzung der Zange unabhängig. Die Zange
ist ,derart eingerichtet, daß sie im Augenblick mit einem Handgriff durch Zusammendrücken
aus der Seilscheibe herausgehoben und in gleicher Weise einfach und rasch in die
Scheibe wiederum eingesetzt werden kann.
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Die eine Form der Verwendung dieses Erfindungsgedanken,s ist in den
beiliegenden Abb. i bis 5 veranschaulicht.
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Im Kranze der Antriebscheibe A ist eine größere Anzahl Zangen angebracht,
deren Arme a, b mit dem Zapfen c verbunden sind. Der Zapfen c ist in den Nuten p,
g radial geführt. Die äußeren Armenden e, f ruhen bei geöffneter Zange entsprechend
der Stellung I des Zapfens c in den Nuten i, k und stützen sich die Vorsprünge
des Seilscheibenkranzes 1, m. Die Zange wird durch die Feder d, welche auf
die inneren Enden der Arme drückt, offen gehalten. Beide Seiten der Zange sind parallel
bearbeitet und in den gehobelten Flächen n, o geführt.
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Abb. i zeigt die geöffnete Zange, d. i. entsprechend der Stellung
I des Zapfens c. Die Feder d öffnet die Zange und drückt die Armenden gegen die
Vorsprünge 1, m, wodurch ein Herausfallen der Zange aus dem Krame verhindert
wird. Bei weiterer Drehung der Scheibe legt sich das umlaufende Seil auf den Grund
des Zangenmauls und drückt die Zange zufolge der Radialkomponenteseiner Spannung
gegen die Mitte der Scheibe. Durch die Bewegung der Zange gegen die Mitte der Scheibe
zu verlassen die Armendene, f die Nuteni, k, die Zange schließt sich und
das Seil wird geklemmt. Abb. z veranschaulicht die Zange in dem Momente, wo sich
"die Backen an das Seil angelegt haben; der Zapfen e befindet sich dabei in der
Stellung II. In dieser Stellung befinden sich die Enden der Klemmarmee,
f
am Anfangspunkt der schrägen Gleitflächen g, h. Steigt der Druck des Seiles
auf den Boden des Zangenmauls, so gibt die Zange weiter gegen die Mitte der Scheibe
nach, die Klemmarme der Zange gleiten weiter auf den schrägen Flächen g, h.
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Bei weiterer Drehung der Scheibe bringen das ablaufende Seil und die
Feder d die Zange in die ursprüngliches Lage zurück.
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Die Stellung III des Zapfens c ist be- j reits jene, bei. welcher
die Zangen durch neue ausgewechselt werden müssen. In dieser Stellung würde der
Zapfen erst dann kommen, wenn die Backen weit über das gebräuchliche Maß abgenutzt
wären oder wenn ein. unverhältnismäßig schwächeres Seil eingelegt wäre, als für
welches die Scheibe bestimmt ist.
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Da der Druck der Zange auf das Seil der Zugkraft des Seiles proportional
ist, könnte es bei zufälligen Stößen beim Zuge geschehen, daß das Seil über das
zuZssige Maß gepreßt und dadurch deformiert würde. Um dies zu verhindern, ist die
Rückbewegung der Zange gegen die Mitte der Scheibe zu durch die Stellschraube s
begrenzt, welche mit dein Vierkant x und die Mutter u so eingestellt
wird,
daß beim normalen Betrieb zwischen der Zange und- dem Kopfei noch ein kleiner Spielraum
verbleibt.
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Die Einwirkung der Kräfte auf die Zange und das Seil erhellt aus der
Abb. 5. Die Zangenarme sind schematisch durch schraffierte Dreiecke dargestellt.
Aus der Zeichnung ist zu ersehen und aus der Berechnung läßt sich der Beweis erbringen,
daß die ideellen Arme der Kräfte, Hebearme P und Q, in jeder Lage der Zange praktisch.
gleich lang sind, daß auch die übrigen Faktoren konstant sind und daß der Druck
auf das Seil vom Durchmesser des Seiles und von anderen Größen, welche sich auf
die Abnutzung der Backen beziehen, unabhängig ist.
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In Abb.5 bedeuten: N die an den Enden e, f der Zange wirkenden Kräfte,
Q die in den beiden Zangenhälften an der Berührungsstelle mit dem Seil wirkenden
Kräfte, d ist der Seildurchmesser, dI ist der Zapfendurchmesser.
J3 ist gleich dem Neigungswinkel der Flächen g, h in Abb. i gegen die Vertikale.
y ist der dem Reibungskoeffizienten entsprechende
sogenannte Reibungswinkel zwischen Zangenenden und Seilscheibe.- B sind die am Zapfen
c wirkenden Kräfte. P ist der vom Seil auf eine Zange ausgeübte, radial nach innen
wirkende Druck. D ist die am Zapfenumfang wirkende Reibung.
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Die Kraft P zerlegt sich in die beiden Komponenten N, deren Richtung
um den Reibungswinkel y von der zur Fläche g; h senkrechten Richtung ,abweicht;
diese Komponenten bewirken eine Drehung der Zangenarme um den Zapfen und klemmen
das Seil mit den beiden Kräften Q. Wenn dass System im Gleichgewicht ist, gehen
die auf einen Zangenarm wirkenden Kräfte N, Q und B durch einen Punkt.
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Der Drehung entgegen wirkt das -durch den Druck B am Zangenumfang
hervorgerufene Reibungsdrehmoment
der resultierende Klemmendruckt ist dann
,diese Untersuchung für alle drei Führt Stellungen I, II und III des Zapfens c aus,
so findet man, daß das Verhältnis der Hebelarme
bei allen Stellungen praktisch konstant ist und daß der Druck der Zangen auf das
Seil lediglich von, der radial wirkenden nicht aber vom Seildurchmesser oder von
der Abnutzung der Backen oder der Gleitflächen abhängig ist.
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In Abb. q. sind zwei zusammengehörige Zangenhälften in ,axonomearisch.e
Projektion dargestellt; dabei ist der Maßstab der drei Achsen X, Y und Z
gemäß der nebenstehenden Skizze bei den Achsenrichtungen X und
Y
i : i, bei der Richtung Z I 2: i.
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Einen weiteren unstreitigen Vorteil der Konstruktion bildet die ungewöhnlich
leichte Demontage de Zange zum Zwecke der Reinigung oder der Auswechslung. Durch
ein Zusammendrücken der Armee, f kann die Zange sogleich und in gleicher
Weise einfach und rasch wiederum eingesetzt werden.